项目 8 PLC 综合应用实例

1. 项目8 PLC综合应用实例

2. 喷水池模拟系统示意图 8.1工作模块 18 喷水池花式喷水控制 一、控制要求： 喷水池花式喷水控制。用传送指令与计数器配合，实现喷水池花式喷水控制。 喷水池模拟系统示意图（可用信号灯模拟）如下图所示，喷水池中央喷嘴为高水柱，周围为低水柱开花式喷嘴。按启动按钮，应实现如下花式喷水： 高水柱3s→停1s→低水柱2s→停1s→双水柱1s→停1s→重复上述过程。按停止按钮时，系统停止工作。

3. 喷水池花式喷水输入和输出点分配表 二、PLC接线图

4. YV1 Y000 COM YV2 Y001 SB1 X0 SB2 COM1 X1 COM2 L PLC ~220V FU ~ COM3 N 电源 花式喷水PLC模拟接线图

5. 双水柱 喷1s T4 M2 Y001 Y000 T3 停止间隔1s T4 K10 T3 K10 T4 T3 FNC12 MOV(P) K1 K1Y0 计数，第三 次双水柱喷 Y000 C5 X000 Y000为ON，高水柱喷水 K2 Y001 Y003 Y000 T1 高水柱喷水3s 复原 停止 T3 K30 T1 RST C5 X001 T1 Y000 FNC12 MOV(P) K0 K1Y0 T4 C5 T2 启动双 水柱喷 T2 Y001 Y000、Y001为OFF， 停止间隔 M2 SET T3 C5 T3 M2 RST X001 X001 T1 T4 FNC12 MOV(P) M2 FNC12 MOV(P) K2 K1Y0 K3 K1Y0 Y001为ON，低水柱喷水 Y000、Y001为ON， 双水柱喷水 Y000 Y001 T2 低水柱喷水2s END K20 T2 喷水池花式喷水控制梯形图 三、梯形图程序

6. 8.2 工作模块19 四层电梯控制 一、控制要求 • 四层电梯运行符合以下原则： (1) 接收并登记电梯在楼层以外的所有指令信号、呼梯信号，给予登记并输出登记信号。

7. (2) 根据最早登记的信号，自动判断电梯是上行还是下行，这种逻辑判断称为电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信号的性质可分为两种。一种是指令定向，指令定向是把指令指出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，指令为一楼则向下行；指令为四楼则向上行。第二种是呼梯定向，呼梯定向是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较，得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，三楼乘客要向下，则按AX3，此时电梯的运行应该是向上到三楼接该乘客，所以电梯应向上。

8. (3) 电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号先执行，一个方向任务全部执行完后再换向。例如，电梯在三楼，依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。如用信号排队方式，则电梯下行至二楼→上行至四楼→下行至一楼。而用同向先执行方式，则为电梯下行至二楼→下行至一楼→上行至四楼。显然，第二种方式往返路程短，因而效率高。 (4) 具有同向截车功能。例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中三楼有呼梯信号，如果该呼梯信号为呼梯向（K5），则当电梯到达三楼时停站顺路载客；如果呼梯信号为呼梯向下（K4），则不能停站，而是先到四楼后再返回到三楼停站。

9. 4 3 开门 关门 2 轿 厢 1 2 3 1 4 厢内面板 门厅 (5) 一个方向的任务执行完要换向时，依据最远站换向原则。例如，电梯在一楼根据二楼指令向上，此时三楼、四楼分别有呼梯向下信号。电梯到达二楼停站，下客后继续向上。如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四楼停站换向，则到三楼可顺向截车。 四层电梯模拟图

10. 接线图 二、PLC接线

11. I/O资源分配

12. 三、梯形图程序 (1) 呼叫登记与解除环节 • 四层电梯控制呼叫登记与解除程序如图所示。M501～M504表示电梯轿厢在哪一层，M501得电表示在1层。当在有内呼时，对应的内呼指示得电并自锁。有1层内呼时，登记信号Y4得电并自锁，当电梯到1层时（M501得电），则解除内呼登记信号。2层外呼向上时，登记信号Y11得电并自锁。当轿厢下行经过2层时，2层外呼向上不响应，所以不解除Y11。

13. 四层电梯呼叫登记与解除

14. (2) 轿厢当前位置信号的产生与消除 • 电梯轿厢当前位置由图程序决定。当轿厢与1层平层时，1层平层信号X0得电，这时没有2、3、4层平层信号。M501得电并自锁。当轿厢与其他楼层平层时，M501失电。 • M501～M504辅助继电器具有断电保持。轿厢的当前位置信息在PLC断电后，再次得电不会丢失。

15. 四层电梯轿厢当前位置的编程

16. (3) 上升/下降决策环节 • 上升/下降决策控制程序如图所示。M525或M527得电，则表示电梯将上升。M526或M528得电表示电梯将下降。 ① 电梯上升分为内呼要求和外呼要求 • 内呼要求：轿厢不在4层，有4层内呼；轿厢不在3、4层，有3层内呼；轿厢不在2、3、4层（在1层），有2层内呼。 • 外呼要求：轿厢不在4层，有4层外呼向下；轿厢不在3、4层，有3层外呼（向上、向下）；轿厢不在2、3、4层（在1层），有2层外呼（向上、向下）。

17. ② 电梯下降分为内呼要求和外呼要求 • 内呼要求：轿厢不在1层，有1层内呼；轿厢不在1、2层，有2层内呼；轿厢不在1、2、3层（在4层），有3层内呼。 • 外呼要求：轿厢不在1层，有1层外呼向上；轿厢不在1、2层，有2层外呼（向上、向下）；轿厢不在1、2、3层（在4层），有3层外呼（向上、向下）。 • 上升时不能下降，下降时不能上升。哪一方向先响应，则执行完这一方向上的所有呼叫后，再响应相反方向的呼叫。

18. 四层电梯上/下行决策程序

19. (4) 停车环节 • 四层电梯停车环节程序梯形图如图所示。其中，M511为上升最远站换向停车；M512为下降最远站换向停车；M515为上升同向截车停站；M516为下降同向截车停站；M510为内呼到站停车。M100为综合停车。 • M511得电停车的条件是：有“4层外呼向下”且轿厢“4层平层”；没有“4层外呼向下”和“内呼4层”、有“3层外呼向下”且轿厢“3层平层”；没有3层和4层“综合呼”（内呼和外呼向上、向下）、有“2层外呼向下”且轿厢“2层平层”。

20. M512得电停车的条件是：有“1层外呼向上”且轿厢“1层平层”；没有“1层外呼向上”和“内呼1层”、有“2层外呼向上”且轿厢“2层平层”；没有1层和2层“综合呼”（内呼和外呼向上、向下）、有“3层外呼向上”且轿厢“3层平层”。M512得电停车的条件是：有“1层外呼向上”且轿厢“1层平层”；没有“1层外呼向上”和“内呼1层”、有“2层外呼向上”且轿厢“2层平层”；没有1层和2层“综合呼”（内呼和外呼向上、向下）、有“3层外呼向上”且轿厢“3层平层”。 • M515得电停车的条件是：上升过程中，有“2层外呼向上”且“2层平层”或“有3层外呼向上”且“3层平层”。 • M516得电停车的条件是：下降过程中，有“3层外呼向下”且“3层平层”或“有2层外呼向下”且“2层平层”。 • M510得电停车的条件是：任一内呼（1～4层）到达相应平层时。

21. 四层电梯停站程序

22. (5) 开关门及上下运行控制 • 四层电梯开关门及上下运行控制程序如图所求。当M100得电，表示要停车，这时断开Y2、Y3（停止上升或下降），且自动开门。M110得到M100的上升沿，触发Y16得电并自锁（开门），同时T0计时3秒，即为开门所用时间。T0计时到如有呼叫则自动关门（Y17得电）。关门时间由T1设定。在开、关门时M200得电，上升（Y2）和下降（Y3）被断开。

23. 四层电梯开关门及上下行运行控制

24. 8.3 工作模块20 变频器的PLC控制 一、变频器概述 由电机拖动中交流调速的相关知识可知，变频调速的性能最好。变频调速电气传动调速范围大，静态稳定性好，运行效率高，是一种理想的调速系统。目前，交流调速系统的性能已经可以达到或超过直流调速系统。在不久的将来，交流变频调速电气传动将替代包括直流调速传动在内的其他调速电气传动。 异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变电机的定子电压和频率，必须通过变频装置获得电压和频率都可调的电源，实现所谓的VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）调速控制，这类能实现变频调速功能的变频调速装置称之为变频器。 随着现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、功率因数高、操作方便并且便于同其他设备接口等一系列优点。

25. 二、三菱 VS-616G5变频器外部接线 VS-616G5变频器属于电压型变频器,它包括了4种控制方式：标准V/F控制、带PG反馈的V/F控制、无传感器的磁通矢量控制和带PG反馈的磁通矢量控制.

26. 1、主电路的连接 • 主电路电源端子R、S、T经交流接触器和自动空气断路器与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接到端子U、V、W上。 • 变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常闭触点断开变频器电源侧主电路接触器的线圈电路，从而切断变频器主电路的电源。 • 请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作，必须通过控制电路端子1或端子2来操作。 • DC电抗器连接端子⊕+1和 ⊕+2是连接改善功率因数用电抗器的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对于30KW以上变频器需配置DC电抗器时，卸掉短路片后再连接。 • 对小容量变频器，内设制动电阻接在B1和B2端子上。对较大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端子B1、B2上。 • 变频器必须可靠接地。

27. 2、控制电路端子的功能说明 （1）输入信号：包括对运行/停止、正转/反转、点动等运行状态进行操作的数字操作信号。 • 变频器通常利用继电器接点或者晶体管集电极开路形式得到这些运行信号，如PLC的继电器输出电路或PLC的晶体管输出电路。 • PLC的输出端口可以和变频器的上述信号端子直接相连接。 （2）监测输出信号：包括故障检测信号、速度检测信号、频率信号和电流信号等。分为开关量检测信号和模拟量检测信号两种，用来和其他设备配合以组成控制系统。 • 模拟量检测输出信号既可根据需要送给电流表或频率表，也可以送给PLC的模拟量输入模块。 • 开关量检测信号，它们是通过继电器接点或晶体管集电极开路的形式输出，额定值均在24V/50mA之上，完全符合FX系列PLC对输入信号的要求，所以可以将变频器的开关量检测信号和FX系列PLC的输入端直接相连接，从而实现信号的反馈控制。

28. 控制电路端子的功能说明

29. 三、VS-616G5变频器多级调速的PLC控制 设定方法： 可以利用PLC的开关量输入输出模块对变频器的多功能输入端进行控制，实现三相异步电动机的正反转、多速控制。 可以利用变频器的数字操作器对多功能输入、输出端子的功能重新进行设定（表中为出厂时所设定）。用数字操作器对参数H1-01～H1-06进行设定，可实现多达9段速运行。设定情况如下表所示。 多段速参数的设定

30. 点动运转是一种与所设置的加减速时间无关的、单步的、以点动频率运转的驱动功能。点动运转是一种与所设置的加减速时间无关的、单步的、以点动频率运转的驱动功能。 • 变频器的5、6、7端子经过功能设定后再通过通断组合，可控制8挡频率，连同端子8对应的点动频率，共可实现9段速的控制。 • 每挡相应的频率可以通过数字操作器对参数d1-01～d1-09的设置而定（范围0～400Hz）。 多段频率的选择

31. 应用举例： • 图是利用FX1N-24MR型PLC和VS-616G5变频器实现9段速的硬件接线图。 • Y6、Y7、Y10和Y11全为OFF时，电机以频率指令1对应的频率运行（d1-01设定的值）；Y6为ON，而Y7、Y10和Y11全为OFF时，电机以频率指令2对应的频率运行（d1-02设定的值），依次类推。 • 变频器的数字量检测信号直接和PLC的输入端相连。 • 实际控制中9段速和所有检测信号未必一定全部采用，需根据具体情况而定。